长江/黄河河口铀的地球化学特征及其潮滩归宿研究

Uranium (including its daughter nuclides) plays an important role in marine science research, which include demonstrating the dynamics and sources of the suspended particulate matter (SPM), as well as the transport and sink of particle-reactive contaminants adsorbed onto SPM in the estuary, coast, and ocean. The Changjiang and the Yellow River estuaries are two notable esturies in the world, but few studies about the terrestrial flux of uranium into the ocean through the Yellow River/the Changjiang estuary, as well as the behaviors of uranium in the tidal flats were conducted. The aim of the present application project is to study the geochemistry characteristics, the source and sink of uranium in the tidal flat of the two estuaries. The research contents include the flux of uranium into the ocean through the two estuaries, the conservative/non-conservative behavoirs of uranium in the estuarine waters, the activity of uranium in different forms (exchangeable, organic-bound, and etc.), and the concerned application of 234U/238U. Such research results can provide the essential database and useful information for the application of natural radionuclides in the marine sicence research.

铀（包括其子体）在研究海洋环境中悬浮颗粒物本身及所吸附的颗粒活性污染物的来源、输运和归宿等工作中发挥着十分重要的作用。但对于长江、黄河这两个世界上有一定影响的河口，铀通过河流进入海洋的通量、铀在潮滩的归宿等最为基础的工作却少有报道。本项目拟通过对铀在长江、黄河河口的入海通量，在河口水体中的保守/非保守行为特征，在近岸沉积物、潮滩沉积物及其间隙水等各种不同形态中（可交换态，有机结合态等）的活度及234U/238U比值的变化规律的研究，探讨铀在长江、黄河河口的地球化学特征及其在潮滩的归宿。本研究将为海洋环境中天然放射性同位素示踪提供必不可少的知识储备和基础数据。

摘要：铀及其子体核素的地球化学过程对于我们深入认识铀及其相关核素在河口，近海等海洋体系示踪的颗粒物本身及其附着的颗粒活性元素在河口，近岸等海洋水中的来源、输运和归宿有重要的意义。本项目通过我国长江这条在世界上有一定影响的河口中铀入海浓度的季节变化，通量的定量估算，潮滩上覆水，潮滩沉积物间隙水中铀浓度的分析，研究河口水体中铀的保守非保守行为及其机理。初步的研究结果表明： 1）长江口溶解铀的平均浓度为2.572μmol/m3；枯季234U/238U的活度比值为1.424±0.007，洪季为1.374±0.007；入海通量为2.3×10^6 mol/yr，占全球铀入海通量的4.8%。同期对比，黄河入海的溶解铀平均浓度为20.4 μmol/m3；234U/238U的活度比值在枯季为1.455±0.007，洪季为1.418±0.007；入海通量为7.0×10^5 mol/yr，占全球入海通量的1.5%。流域风化来源和可溶解铀在土壤中比例的不同造成两条河流中铀浓度的巨大差异。2）在长江口咸淡水混合区域，大部分U浓度随盐度呈现保守性。在3月，5月，7月和10月基本上都为保守现象。但2013年8月在很大的盐度范围内(1.980～29.714)观察到U的清除。这可能是由于8月生物活动频繁，生产力旺盛，造成水体中颗粒态增加，颗粒物吸附U明显，造成水体中溶解态U的清除。3）崇明东滩上覆水中溶解态铀在大部分时间和空间上都表现出明显的添加行为，初步判断铀的添加来源于地下水输入和沉积物中的间隙水扩散。但在春季结束和秋季开始的时间段在光滩上覆水中观测到了铀的清除现象。